基于GSM和Zigbee技术的无线安防系统

　　3 系统软件实现

　　GSM通信模块TC35i通过AT命令来进行控制，数据传输采用短消息方式。AT指令和短消息的编码、解码方式是本系统软件设计的关键，下面重点对两者作详细的介绍。

　　3.1 AT指令介绍

　　AT（Attention）指令集是调制解调器通信接口的工业标准，现在市场上大多数手机均支持GSM7.05规定的AT指令集。该指令集是ETSI（欧洲通信技术委员会）发布的，其中包含了对SMS的控制说明。一般的GSM模块都支持AT指令，因此计算机或单片机可以通过串口直接向GSM模块发送AT指令，来方便地实现短信息SMS的发送、接收和管理。

　　3.2 短消息的编码方式

　　对短消息的控制共有3种模式：BlockMode；PDUMode；TextMode.目前，PDUMode已取代BlockMode，TextMode不支持中文并且大多数手机不支持这种模式。而国内现在手机和GSM模块都支持PDU模式，为满足系统的通用性，本系统短消息采用PDUMode.那么什么是PDU模式昵？简单地说是发送或接收手机SMS的一种方法。PDU串表面上是一串ASCII码，由o～9、A～F这些数字和字母组成。它们是8位字节的十六进制数，或者是BCD码十进制数。PDU串不仅包含消息本身，还包含很多其他信息，如SMS服务中心号码、目标号码、回复号码、编码方式和服务时间等。发送和接收的PDU串结构是不完全相同的。下面介绍短消息的PDU编码格式（表1，表2）。

　　SCA：短信中心的地址，例如西安为+8613800290500；

　　FO：文件字节头，发短信时设为11；

　　MR：信息类型，通常取00；

　　DA：目的地址；

　　0A：发送方地址；

　　PID：协议指示标志，通常取O0；

　　DCS：数据编码方案，O0为7bit编码，F6为8bit编码，O8为双字节编码；

　　VP：有效期限；

　　UDL：用户数据长度，即实际短信内容长度；

　　UD：用户数据，即短信内容；

　　SCTS：短消息中心时间戳。

　　3.3 发送和接收短消息

　　要发送和接收短消息，利用GSM模块和手机之间进行信息交换，首先就要对信息进行PDU格式的编码和解码。本系统采用Unicode的编码形式。Unicode是一种统一的字符编码标准，采用双字节对字符进行编码［。这种Unicode的特点是所有的字符是以两个字节表示，不仅中文使用两个字节，而且英文也使用两个字节表示。

　　PDU模式下短消息收发的步骤为：用"AT+CMGF=0"设置为PDU模式；用"AT+CMGS=长度"，后面跟PDU包发送短消息；用"AT+CMGR=序号"来读取接收到的短消息。

　　例如，需要发送信息"家中被盗！"到手机13991885678，单片机首先通过串口向GSM模块发送AT+CMGS=25，等待返回ASCII字符">"，再输出PDU数据串并以Ctrl+Z键结束。发送程序如下：

　　其短信息数据的PDU编码解析如表3所示：

　　4 结语

　　本设计方案借助于GSM网络的短消息业务和Zigbee无线传感器网络技术，为安防系统的建设提供了一种灵活、方便的无线解决方案。该系统具有良好的可扩展性和实用价值，可以实现全方位的安全监控与防护，而其最重要的一点在于，该系统能够通过无线网络可靠地与用户通信，增强了系统的安全性、可靠性与隐蔽性。